深圳某电信运营商城域网IPv6部署方案作者：深圳xx分公司曹剑锋2010年9月20日目录一、前言 (3)二、IPv6技术简介 (4)(一) IPv6优势 (4)(二) 相关协议 (4)(三) 过渡技术 (6)三、深圳城域网现状分析 (9)(一) 网络情况 (9)(二) 业务情况 (11)(三) 设备对IPv6的支持情况 (11)四、IPv6业务实现方案 (13)(一) MPLS VPN实现 (13)(二) 宽带业务实现 (14)(三) WLAN业务的实现 (16)(四) 其他业务实现说明 (18)五、IPv6网络互联方案 (19)(一) IPv6网络互联 (19)(二) IPv6和IPv4网络互通 (21)六、IPv6网络实施方案 (25)(一) 试商用阶段 (25)(二) 规模商用阶段 (26)(三) 全面商用阶段 (27)七、总结 (28)一、前言今天互联网取得了巨大的成功，完全出乎网络创造者和IPv4设计者的预料。

29年前，当IPv4 RFC诞生时，尚没有真正意义上的互联网，网络如私有网络，主要供教育和科研使用。

在这种情况下，32位的地址空间看起来是绰绰有余的。

但随着互联网应用的日益广泛，网络规模的快速增长，IPv4地址空间迅速耗尽。

尽管NAT（Network Address Translation，网络地址转换）技术一定程度上减缓了IPv4地址空间耗尽的速度，但未从根本上解决问题。

因此为了互联网的可持续发展，人们决定开发新的技术取代IPv4，这就是IPv6。

1992年IETF（Internet Engineering Task Force，因特网工程任务组）成立了IPNG工作组，并于1994年推出IPv6推荐版本。

但至今IPv6并没有得到大规模的应用，一方面由于IPv6和相关技术标准完善需要时间，另外一方面，由于NAT技术的出现，IPv4由死刑改判了死缓，尚存残延的时间。

但现在，IPv4地址空间的耗尽已经迫在眉睫。

据权威预测，2011年7月，IANA（The Internet Assigned Numbers Authority，互联网数字分配机构，负责全球IP地址的分配）将无IPv4地址可分配，2012年1月，IANA的地区代理（负责各大区域的IP地址分配）将无IPv4地址可分配，2013年1月，中国xx将无新IPv4地址可用。

因此，部署IPv6网络不仅是国际“惯例”，也是中国“特色”。

对中国xx来说，IPv6网络的部署更是关系到生死存亡，如果没有新的IP地址可用，将无法继续发展互联网业务。

中国xx已经在2008年启动了IPv6网络的试点工作，并制定了分三步走的过渡方案：一、试商用阶段（2009－2012）；二、规模商用阶段（2012－2015）；三、全面商用阶段（2015－）。

逐步推进IPv6的网络部署工作和业务迁移工作。

深圳xx分公司虽然没有成为集团的IPv6网络试点城市，但作为深圳2011年第26届世界大学生运会的合作伙伴，深圳xx分公司参与大运会IPv6网络的测试、规划和建设，积累了丰富的实践经验。

而且，深圳互联网业务发展走在了全国的前列，深圳xx分公司IP地址紧缺问题将比其他城市更加突出。

因此深圳xx分公司必须未雨绸缪，加快在深圳城域网中部署IPv6，开展IPv6业务的步伐。

本论文将根据深圳城域网网络实际，结合业务情况，研究深圳城域网IPv6的业务实现方案、网络互通方案和过渡实施方案。

二、IPv6技术简介(一)IPv6优势IPv4的地址空间为32位，共有2的32次方（4，294，967，296）个地址，跟IPv4相比，IPv6最大的优势就是地址空间大，使用128位地址空间，共有2的128次方（3.4028236692093846346337460743177e+38个地址），相当于地球表面每平方米可以可以分配67万亿个地址，形象一点就是，地球上每一粒沙子都可以分配一IPv6地址。

除增大地址空间大外，IPv6对IPv4的一些缺陷也做了改进，如下：无状态自动分配，可以实现即插即用；增强了安全方面的基础协议，并引入了新技术解决了由于引入IPv6而带来的在设备、网络、业务及安全管理等方面的新问题；有效支持移动网络，实时通信；使用灵活的扩展报头，易于协议的扩展；地址格式更具层次性，便于路由聚合；简化固定报头，提高效率。

当然，IPv6最大的魅力在于它的超大地址空间。

(二)相关协议IPv6的实现离不开相关技术和协议的支持，下面是IPv6相关技术和协议的简介：1.基础协议ICMPv6该协议是对ICMP的修订，用于支持IPv6的网络信息控制，该协议合并了IPv4中的ICMP（控制报文协议）、IGMP（组成员协议）、ARP（地址解析协议）、RA（路由广播协议）等。

邻居发现协议该协议定义了CMPv6报文如何进行路由和前缀发现，邻居状态跟踪、地址解析和冲突检测、路由重定向等。

2.路由协议RIPng 该协议为内部网关协议，是对IPV4网络中RIPv2协议的扩展，用于支持IPv6网络，该协议不向后兼容RIPv1和RIPv2，不支持IPv4。

该协议适合在小型网络中部署，不适合在大型网络中和运营商网络中部署。

OSPFv3 该协议为内部网关协议，是在OSPFv2的基础上发展的，用于支持IPv6。

和OSPFv2相比，除了支持IPv6外，在网络无关性和可扩展性方面做了改进，并进一步理顺了拓扑和路由的关系，使得该协议逻辑更加简单清晰。

该协议不兼容OSPFv2，不支持IPv4。

ISIS 该协议为内部网关协议，是由国际标准化组织ISO为无连接网络协议CLNP制定的动态路由协议，支持IPv4和IPv6网络。

BGP4+ 该协议为外部网关协议，是对BGP4进行的扩展，用于支持多种网络层协议。

该协议支持IPv4、IPv6、VPNv4、VPNv6等网络，由于支持多种网络层协议，BGP4+通俗的叫法为MP-BGP(多协议BGP)。

RIPng作为距离矢量路由协议不适合运营商网络，不推荐RIPng作为IPv6网络路由选择协议；OSPFv3不支持IPv4，在双栈网络中，如果选择OSPFv3作为IPv6网络路由协议，必须开启其他支持IPv4网络的路由选择协议，增加路由器负担，因此不推荐在双栈网络中使用OSPFv3；ISIS和BGP4+支持IPv4和IPv6，推荐使用ISIS和BGP4+作为IPv6网络路由选择协议。

3.组播协议MLDv1（Multicast Listener Discovery version 1，组播监听发现协议版本1）该协议和IPv4网络中的IGMP相似，用于组播路由器和组播成员之间的关系管理和维护。

目前MLDv2正在发展中。

MLDv1 Snooping 该协议与IPv4网络中的IGMP Snooping相似，用于二层设备的组播的管理和控制。

PIM-DM、PIM-SM、PIM-SSM 这三种协议是组播路由协议，三者都支持IPv4和IPv6网络。

4.接入技术SLAAC（Stateless Address Autoconfiguration：无状态地址自动配置协议）该协议使用IGPMv6消息发现链路地址前缀，然后结合接口ID自动生成IPv6地址。

DHCPv6 该协议和IPv4网络中的DHCP相似，用于动态主机配置。

DHCPv6 PD（DHCP Prefix Delegation：DHCP前缀委派）该协议通过HG或CE设备向BRAS或PE设备发DHCPv6 PD请求获取IPv6前缀，然后主机根据HG或CE获取的前缀自动配置IPv6地址。

IPOE 该技术在IPv6网络中应用和在IPv4网络相似。

PPPOEv6该协议在IPv6网络中应用和在IPv4网络的PPPOE相似，区别为网络层控制协议为IPv6CP。

(三)过渡技术在IPv4向IPv6过渡过程中，如何解决IPv6网络穿越IPv4网络实现互通，如何实现IPv6网络用户访问IPv4网络的资源。

IPv6技术的设计者们设计了相关技术以解决这两个问题，下面分别介绍：1.双栈技术双栈技术是IPv4向IPv6过渡的一种有效的技术。

网络中的节点同时支持IPv4和IPv6协议栈，源节点根据目的节点的不同选用不同的协议栈，而网络设备根据报文的协议类型选择不同的协议栈进行处理和转发。

双栈可以在一个单一的设备上实现，也可以是一个双栈骨干网。

对于双栈骨干网，其中的所有设备必须同时支持IPv4/IPv6协议栈，连接双栈网络的接口必须同时配置IPv4地址和IPv6地址。

双栈技术是IPv4向IPv6过渡的基础，所有其它的过渡技术都以此为基础。

2.隧道技术在IPv6网络规模较小，分部零散的情况下，可以通过隧道技术穿越IPv4网络将这些IPv6孤岛连接起来，实现互通。

隧道技术是指一种协议封装到另外一种协议中的技术。

主要的隧道技术有：手工隧道：IPv6手工配置隧道的源和目的地址是手工指定的，它提供了一个点到点的连接。

IPv6手工配置隧道可以建立在两个边界路由器之间为被IPv4网络分离的IPv6网络提供稳定的连接，或建立在终端系统与边界路由器之间为终端系统访问IPv6网络提供连接。

隧道的端点设备必须支持IPv6/IPv4双协议栈。

其它设备只需实现单协议栈即可。

此技术缺乏扩展性，不适合大规模网络。

GRE隧道：GRE隧道使用标准的GRE隧道技术提供了点到点连接服务，需要手工指定隧道的端点地址。

GRE隧道的传输协议是固定的，但乘客协议可以是协议中允许的任意协议（可以是IPv4、IPv6、OSI、MPLS等）。

此技术缺乏扩展性，不适合大规模网络。

6to4：属于一种自动隧道，隧道也是使用内嵌在IPv6地址中的IPv4地址建立的。

与IPv4兼容自动隧道不同，6to4自动隧道支持Router到Router、Host到Router、Router到Host、Host到Host。

这是因为6to4地址是用IPv4地址做为网络标识。

ISTAP:（Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol，站间自动隧道寻址协议）是另外一种IPv6自动隧道技术。

与6to4地址类似，ISATAP地址中也内嵌了IPv4地址，它的隧道封装也是根据此内嵌IPv4地址来进行的，只是两种地址格式不同。

6to4是使用IPv4地址做为网络ID，而ISATAP用IPv4地址做为接口ID。

其接口标识符是用修订的EUI-64格式构造的。

6PE：利用MP-BGP和LDP协议发布IPv6前缀的内外层标签，在MPLS网络入口PE上将IPv6报文增加两层标签，通过标签交换的方式传送。

6VPE：和IPv4的MPLS VPN类似，在IPv6报文上粘贴两层标签，在MPLS网络中进行标签交换，为IPv6用户提供VPN服务。